CN103650168B - 用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改善薄层太阳能模块的额定功率的方法，该薄层太阳能模块具有由两个通过至少一个粘接层相互连接的衬底组成的层压复合物，在这两个衬底之间有串联接线的太阳能电池，其中用具有至少为5 kW/m2的辐照强度的人工光来照射太阳能电池。

Description

用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率的方法
技术领域
本发明处于光伏能量产生的技术领域并且涉及一种用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率或效率的方法。
背景技术
用于将太阳光直接转换为电能的光伏层系统是充分已知的。平面扩展的层系统通常称为“太阳能电池”。专门的概念“薄层太阳能电池”表示厚度仅几微米的光伏层系统。薄层太阳能电池需要用于提供足够机械强度的载体衬底。已知的载体衬底包括无机玻璃、塑料（聚合物）或金属，尤其是金属合金，并且可以依据相应的层厚和特定的材料特性而被构成为刚性板或可弯曲的薄膜。基于广泛可用的载体衬底和简单的单片集成，可以成本低地制造薄层太阳能电池的大面积的装置，其中半导体层一般被直接施加在例如玻璃的载体衬底上。就工艺可操纵性和效率而言，具有由非晶硅、微晶（mikromorphem）硅或多晶硅、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）或黄铜矿化合物——尤其是铜-铟/镓-硫/硒（CI(In,Ga)(S,Se)2）制成的半导体层的薄层太阳能电池被证明是有利的，其中尤其是二硒化铜铟（CuInSe2或CIS）由于其与太阳光的光谱匹配的带隙以高的吸收系数而突出。
为了获得技术上有用的输出电压，一般将很多太阳能电池串联接线，其中尤其是施加在载体衬底上的太阳能电池通常与正面的透明覆盖层、尤其是盖板连接并且与至少一个增附粘接薄膜连接成抗风化的光伏模块或太阳能模块（“层压”）。对于覆盖层的材料，例如选择低铁的钠钙玻璃。增附粘接薄膜例如由乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚乙烯（PE）、聚乙烯丙烯酸共聚物或聚丙烯酰胺（PA）组成。EVA作为可交联的橡胶弹性材料以特别好的可处理性而突出，并因此经常被采用。在具有复合片材结构的薄层太阳能模块中，近年里越来越多地采用PVB。PVB属于热塑性塑料，其在热作用下熔化而在此不交联，并且在化学组成方面不改变。
现在，在制造太阳能模块时可能出现不同类型的缺陷，这些缺陷不利地引起内部的电功率损耗并由此降低太阳能模块的额定功率或效率。对此的例子是导致局部提高的载流子重新组合速率、诸如裂缝、破裂的机械缺陷以及脱层或材料质量变化的短路（分路）。
在一些太阳能模块中，可能以特别不利的方式由于层压过程而出现额定功率的至少在很大程度上可逆的（瞬时的）减小。不限于理论，假定在层压时通过热、压力和湿气的作用在半导体层中产生缺陷，这些缺陷随着时间的流逝至少部分地、但一般最大程度地又痊愈。如同试验所展示的，基于黄铜矿半导体的薄层太阳能模块在层压之后具有暂时减小的额定功率，该额定功率比层压之前太阳能电池的额定功率小大约5-20%。
对于制造商而言，这可能意味着经济上的缺点，因为太阳能模块以与想象的更低的功率协调的价格销售。如果针对太阳能模块在工厂侧说明的额定功率明显低于恢复后出现的实际额定功率，则这必要时也可能导致太阳能设备的电系统的次优设计。
发明内容
与此相应地，本发明的任务在于提供一种对于薄层太阳能模块的批量生产适宜的用于快速稳定额定功率的方法，通过该方法在工厂内在常见生产循环的范围中就已经可以至少在最大程度上消除薄层太阳能模块的通过层压引起的（暂时）额定功率减小。该任务和其它任务根据本发明的建议通过具有独立权利要求的特征的方法解决。本发明的有利构型通过从属权利要求的特征说明。
根据本发明，展示了一种用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率或效率的方法。
该薄层太阳能模块包括由两个通过至少一个（塑料）粘接层相互连接的衬底组成的层压复合物，在这两个衬底之间有串联接线的（薄层）太阳能电池。每个太阳能电池包括至少一个形成异质结或pn结、也就是具有不同导电类型的区域序列的半导体层。该层压复合物典型地包括至少一个（背侧的）载体衬底，例如玻璃载体，在该载体衬底上施加太阳能电池，其中为此目的一般将第一电极层、第二电极层和至少一个布置在两个电极层之间的半导体层施加在载体衬底上。通常用掺杂物质来对半导体层掺杂。优选该半导体层由黄铜矿化合物组成，该黄铜矿化合物尤其是来自铜-铟/镓-二硫化物/二硒化物（Cu(In/Ga)(S/Se)2）族的I-III-VI半导体，例如二硒化铜铟（CuInSe2或CIS）或同族化合物。典型地，在该层压复合物中借助粘接层将具有所施加的太阳能电池的载体衬底与对于太阳光来说尽可能可穿透的（正面）覆盖层（例如玻璃板）粘接，其中太阳能电池嵌入在粘接层中。
薄层太阳能模块的额定功率可以按照本身已知的方式在存在光伏装置（标准 IEC904-3）的所谓标准测试条件（STC=Standard Test Conditions）的情况下加以确定。在应用STC的情况下，在1 kW/m2的辐照强度和太阳光的定义的光谱情况下在模块温度为25℃的情况下垂直入射。1 kW/m2的辐照强度尤其是也可以通过太阳光（特别是在南方国家）来达到。
在本发明的方法中用至少一个光源的人工光来照射薄层太阳能模块的层压复合物或所接线的太阳能电池。在此，光强度被选择为使得用至少5 kW/m2（每平方米千瓦）的辐照强度来照射该复合物。
在本发明的意义上将落在该复合物的表面上的电磁辐射的功率理解为辐照强度或辐射流密度。如在此所使用的，概念“稳定”涉及通过半导体层中的在层压时引起的缺陷的痊愈使层压的薄层太阳能模块的短暂（瞬时）减小的额定功率（效率）增加或提高。
如本申请人的试验所展示的，通过用至少为5 kW/m2的非常高的辐照强度来照射太阳能电池有利地实现通过层压产生的太阳能电池缺陷的快速痊愈。实际上通过在几分钟的时间段期间、例如在一位数的分钟范围内或更短的照射就已经可以引起薄层太阳能模块的额定功率的显著稳定。由此实现的、薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的提高以令人吃惊的方式不差于或者至少不显著差于例如在标准测试条件（STC）下通过48小时时间段的光老化所实现的额定功率提高。根据本发明，可以在明显更短的时间内实现对应的效果。
如本申请人可能展示的，为了增加瞬时减小的额定功率起决定作用的不是照射的持续时间，而更确切地说是在此情况下所采用的辐照强度。如果观察辐照强度与照射时间的恒定乘积，则以未预料到的方式展示出，利用倍增的辐照强度和对应缩短的照射时间可以实现更好的效果。但是该效果的饱和也随着辐照强度的增加而出现。尤其是在具有基于黄铜矿化合物的太阳能电池的薄层太阳能模块情况下，从大约5 kW/m2的辐照强度开始就可以观察到在额定功率的进一步增加方面的饱和。可能有意义的是，用最大15 kW/m2的辐照强度来照射层压复合物，其中如所提到的，从大约5 kW/m2开始就已经出现额定功率上升的饱和。
因此通过以利用至少5 kW/m2的辐照强度照射太阳能电池例如几分钟或更短的相对短的时间段来实现薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的提高的可能性，本发明的方法还首次能够实现在薄层太阳能模块的批量生产中的额定功率的稳定，在该批量生产中每太阳能模块一位数的分钟范围内的时钟时间是常见的。由此薄层太阳能模块在工厂侧就已经能够经受恢复并且被指定具有更高的额定功率，从而薄层太阳能模块更有价值。此外更好和更精确地协调太阳能设备的电系统。
在本发明的意义上，用于辐照薄层太阳能模块的时间说明分别涉及如下时间段，在该时间段期间（在全面辐照的情况下）薄层太阳能模块被全面辐照或者在该时间段期间（在逐段辐照的情况下）薄层太阳能模块的片段或部分被逐段地（也即局部）辐照。在逐段辐照的情况下也全面地辐照薄层太阳能模块，其中太阳能模块的不同片段在时间上错开地被辐照，例如其方式是，光源和薄层太阳能模块彼此相对运动，从而尤其是线形的光束掠过薄层太阳能模块并且在此分别辐照薄层太阳能模块的片段。
为了太阳能电池的在实践中足够的恢复，也就是为了实现额定功率的显著稳定的期望效果，根据薄层太阳能模块的类型和所采用的人工光辐照强度可能有利的是，将层压复合物或该层压复合物的至少一个片段照射最大10min（分钟）、最大4min、最大2min、最大1min或最大30s（秒）的照射时间段。在上述实施的意义上，这些说明在对薄层太阳能模块全面辐照（所有太阳能电池都被辐照）的情况下涉及薄层太阳能模块的总辐照时间段，或者替换地在对薄层太阳能模块逐段辐照（分别仅太阳能电池的一部分或不是所有太阳能电池都被同时辐照）的情况下涉及其中薄层太阳能模块的相应片段被局部辐照的时间段。
无论如何，薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的令人满意的提高可以至少通过在几分钟内的照射来实现，这与通过太阳光的自然恢复不同——该自然恢复需要在辐照强度为1 kW/m2的情况下照射大约48 h以实现对应的效果。此外还要指出，至少在北欧1kW/m2的辐照强度很少通过太阳辐射来实现。尤其是在薄层太阳能模块具有带有基于黄铜矿化合物的半导体层的薄层太阳能电池的情况下，从大约2 min的照射时间开始就出现在额定功率的进一步增加方面的饱和，从而可能有利的是，将对这样的模块的照射限制为2min的照射时间段。
在制造薄层太阳能模块时，根据本发明的照射例如可以直接接着层压进行，但是也可以在稍后的时刻进行，然而还可以在薄层太阳能模块的投入运行之前进行。
在根据本发明的方法的一种特别有利的构型中，层压复合物或太阳能电池逐段地（局部地）、尤其是线形地被照射。在一种技术上简单的实现中，层压复合物和光源为此目的相对于彼此平移地运动，其中尤其是使层压复合物从静止的光源旁边经过地运动。在此，尤其是线形的光束掠过薄层太阳能模块的表面，并且以至少5 kW/m2的辐照强度分别辐照薄层太阳能模块的局部片段。线形光束的线宽（垂直于该线形光束的延伸的尺寸）例如在1至10 cm的范围内。有利地，在所述线宽的情况下光束在薄层太阳能模块的表面上的位移速度（也就是薄层太阳能模块相对于光源的移动速度）处于0.001cm/sec至10 cm/sec的范围内，以通过用至少5 kW/m2的辐照强度局部辐照薄层太阳能模块以及扫过薄层太阳能模块的整个表面来实现期望的效果。该移动速度不是与线宽无关的。尤其是以下关系适用，即更大的线宽能够实现更快的移动速度且反之亦然。通过线形地构成用于辐照薄层太阳能模块的光束，可以引起薄层太阳能模块的额定功率的增加，其中同时有利地可以将光源的能量消耗减小到全面照射的能量消耗的一小部分。此外，强烈简化了用于照射薄层太阳能模块的设备。此外可以以特别有利的方式放弃在照射期间对薄层太阳能模块的主动冷却，因为在对薄层太阳能模块全面照射的情况下必要时应考虑到整个薄层太阳能模块的过度加热，该过度加热可能导致对薄层太阳能模块的干扰或甚至损害。另一方面可以通过对薄层太阳能模块的逐段照射实现薄层太阳能模块的完全期望的局部加热，该期望的局部加热有助地额定功率的进一步改善。
在根据本发明的方法的另一有利构型中，在照射期间对接线的太阳能电池施加截止方向和/或电流流动方向上的电压，由此还可以进一步提高或稳定瞬时减小的额定功率。
一般而言，用于照射薄层太阳能模块的光源可以被构造为使得该光源发射具有可自由选择的光谱的光。有利地，该光源的光谱至少近似对应于太阳光光谱或太阳光光谱的至少一部分（或与其近似），由此可以实现薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的特别有效的增加。
在根据本发明的方法的另一有利构型中，照射具有带有串联接线的薄层太阳能电池的复合片材结构的层压复合物，其中薄层太阳能电池尤其是具有由黄铜矿化合物、尤其是Cu(In/Ga)(S/Se)2构成的半导体层。
此外，本发明扩展到用于制造具有由两个通过至少一个粘接层相互连接的衬底组成的层压复合物的薄层太阳能模块的方法，在所述两个衬底之间有串联接线的太阳能电池，该方法包括以下步骤：
-提供层压复合物；
-通过如上所述的方法稳定薄层太阳能模块的额定功率，其中利用具有至少5 kW/m2的辐照强度的人工光照射太阳能电池。
这样的用于制造太阳能模块的方法可以包括上述用于提高薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的方法的其它特征。
此外本发明扩展到人工光用于对层压复合物的太阳能电池进行照射以提高由所述层压复合物制造的薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的应用，其中薄层太阳能电池尤其是可以具有由黄铜矿化合物、尤其是Cu(In/Ga)(S/Se)2构成的半导体层，其中利用辐照强度至少为5 kW/m2的光照射太阳能电池。
附图说明
现在借助实施例更详细阐述本发明，其中参照附图。以简化的、不按比例的图示：
图1示出示例性薄层太阳能模块的示意图；
图2示出用于图解图1的薄层太阳能模块的层压过程的示意图；
图3示出用于照射图1的薄层太阳能模块的照射装置的示意图；
图4A-4B示出用于图解在不同光强度情况下的恢复效果的图（图4A）以及在不变的光强度情况下作为时间函数的恢复效果的图（图4B）。
具体实施方式
在图1中图解总的用附图标记1表示的薄层太阳能模块。薄层太阳能模块1包括多个以集成形式串联接线的太阳能电池11，其中在图1中为了更简单地表示的目的仅示出两个薄层太阳能电池11。不言而喻，在薄层太阳能模块11中大量（例如大约100个）薄层太阳能电池串联接线。
薄层太阳能模块1具有复合片材结构，也就是薄层太阳能模块1具有电绝缘的第一衬底2连同施加在该衬底上的层结构3，该层结构由薄层组成，其中层结构3布置在第一衬底2的光入射侧的表面上。第一衬底2在此例如被构造为具有相对小的透光性的刚性玻璃板，其中同样可以采用相对于所执行的过程步骤具有期望强度和惰性特性的其它电绝缘材料。
层结构3包括布置在第一衬底2的光入射侧的表面上的背电极层5，该背电极层例如由诸如钼（Mo）的光不可穿透的金属构成并且可以通过气相沉积或磁场辅助的阴极溅射（溅射）而被施加到第一衬底2上。背电极层5具有300nm至600nm的层厚，该层厚在此例如是500nm。
在背电极层5上例如通过溅射沉积光伏有源半导体层或吸收层6，该半导体层或吸收层由用金属离子掺杂的半导体构成，该半导体的带隙优选能够吸收尽可能大份额的太阳光。吸收层6例如由p导电的黄铜矿半导体构成，例如由Cu(In/Ga)(S/Se)2族的化合物、尤其是钠（Na）掺杂的Cu(In/Ga)(S/Se)2构成。吸收层6具有例如位于1-5μm的范围中并尤其是大约2μm的层厚。在背电极层5与吸收层6之间可以设置例如由氮化硅构成的阻挡层，该阻挡层作为针对吸收层的用作掺杂物质的金属离子的扩散阻挡层起作用，这在图1中未更详细示出。不同金属向半导体材料的转化通过在炉中的加热（RTP=Rapid Thermal Processing，快速热处理）进行。
在吸收层6上沉积缓冲层7，该缓冲层在此例如由单覆层硫化镉（CdS）以及由本征氧化锌（i-ZnO）制成的单覆层组成，这在图1中未更详细示出。
在缓冲层7上例如通过溅射施加前电极层8。前电极层8对于在可见光谱范围中的辐射是透明的（“窗口电极”），使得射入的太阳光（在图1中通过4个平行箭头图解）仅少量被衰减。前电极层8例如基于掺杂的金属氧化物，例如n导电的铝（Al）掺杂的氧化锌（ZnO）。这样的前电极层8一般被称为TCO层（TCO=Transparent Conductive Oxide，透明导电氧化物）。前电极层8的层厚例如是大约500nm。
通过前电极层8，与缓冲层7和吸收层6共同地形成异质结（也就是相反导电类型的层序列）。在此缓冲层7可以引起吸收层6的半导体材料与前电极层8的材料之间的电子匹配。
在第一衬底2上的层结构3的不同层在使用诸如激光写的合适结构化工艺的情况下被结构化，由此得到集成地串联接线的薄层太阳能电池11。这样的结构化对于每个太阳能电池典型地都包括三个结构化步骤（P1，P2，P3），其中首先对背电极层5结构化（P1），接着对半导体层6结构化（P2），并且最后对前电极层8和半导体层6结构化（P3）。这样的结构化对于专业人员来说本身是已知的，从而在此不必对此更详细探讨。
在这里所示的例子中，薄层太阳能模块1的所得出的正电压连接端(+)以及所得出的负电压连极端（-）通过背电极层5地引导并且在那里被电接触。通过照射薄层太阳能电池11，在这两个电压连接端处产生电压。所得出的电流路径在图1中通过串行箭头图解。
为了保护免遭环境影响，在前电极层8上施加（塑料）粘接层9，该粘接层用于封装层结构3。此外，层结构3包括对于太阳光来说透明的第二衬底10作为正面覆盖层，该第二衬底例如以由具有少的铁含量的格外白的玻璃制成的玻璃板形式构造，其中同样可以采用相对于所执行的过程步骤具有期望的强度和惰性特性的其它电绝缘材料。第二衬底10用于密封和机械保护层结构3。通过第二衬底10的正面表面4，可以照射薄层太阳能模块以产生电能。
两个衬底2、10通过粘接层9牢固地相互连接（“层压”），其中粘接层9在此例如被构造为热塑性粘接层，其通过加热变得可塑地可变形并且在冷却时将两个衬底2和10牢固地相互连接。粘接层9在此例如由PVB构成。两个衬底2、10连同嵌入在粘接层9中的薄层太阳能电池11一起形成层压复合物12。薄层太阳能模块1的矩形正面表面4的大小在此例如是1.6x 0.7m2。
在制造薄层太阳能模块1时进行层压，在该层压时将两个衬底2、10与布置在两个衬底之间的薄层太阳能电池11通过粘接层9粘接。在批量生产中为此通常采用两种不同的层压方法，在图2中更详细地图解了这些层压方法。
在两种层压方法中，第一衬底2与施加的并结构化的薄层太阳能电池11和第二衬底10以及用作粘接层9的薄膜相叠地布置。然后将该层结构引入到辊式层压机13中，其中经由加热元件15加热并且通过辊16施加压力，使得PVB薄膜熔化并且在冷却后产生层压复合物12。此外在高压釜17中进行处理。替换地，该层结构可以被引入到真空层压机14中，其中同样经由加热元件加热并且通过隔膜（未示出）施加压力，由此PVB薄膜熔化并且产生层压复合物12。通过层压可能在薄层太阳能电池11中出现可逆（痊愈性）缺陷，这些缺陷临时降低薄层太阳能模块1的额定功率。
为了在薄层太阳能模块1的批量生产的范围中实现效率的快速和高效恢复，也就是实现薄层太阳能电池11的半导体层中的通过层压引起的缺陷的痊愈，用人工光在特定的照射装置18中对层压复合物12或薄层太阳能模块1进行照射。下面谈及薄层太阳能模块1的照射，其中不言而喻，同样也可以照射层压复合物12，该层压复合物也可能是在制造薄层太阳能模块1时的中间产品（其例如还没有电压连接端）。
照射装置18包含至少一个人工光源19，例如卤素灯，优选具有接近太阳光光谱的光谱，该人工光源产生用于照射薄层太阳能电池11的光束20。通过遮蔽装置或光阑23产生在第二衬底10的矩形正面表面4的整个尺寸（宽度或长度）上延伸的条形或线形光束20。光束20在此在第二衬底10的表面4上例如具有大约1.5cm的宽度，其中光束20至少近似垂直地射到第二衬底10的表面4上。如在说明书引言中所说明的，线宽一般来说例如可以在1至10cm的范围内。
薄层太阳能模块1通过被驱动的滚筒11在台架22上平移地（单向地）从静止的光源19下方经过，其中固定的线形光束20掠过第二衬底10的表面4并且逐段地照射薄层太阳能模块1。光束20的宽度在此是在薄层太阳能模块1的运动方向上测定的。如已经提到的，光束1垂直于运动方向地完全在薄层太阳能模块1的与边缘平行的尺寸上延伸，在此例如在薄层太阳能模块1的宽度上延伸。在此，薄层太阳能模块1相对于光束20运动，使得用至少5 kW/m2的辐照强度照射薄层太阳能模块1或薄层太阳能电池11。光源19具有对应高的光强度，光源19与薄层太阳能模块19之间的间距按照对应的方式被调整。薄层太阳能模块1相对于光源19的移动速度例如在0.001cm/sec至10cm/sec的范围内，其中移动速度一般取决于光束的线宽。
在下面的表格1中说明了具有基于黄铜矿化合物的半导体层的以不同方式被处理的薄层太阳能模块1的效率（额定功率）的减小。
表格1
△η（%）
#1 层压后 -11.8
#2 线状照射8 kW/m2，10 min -2.4
#3 线状照射5 kW/m2，10 min -2.2
#4 光老化1 kW/m2，48 h -0.6
在表格中，△η（%）涉及与所接线的太阳能电池在层压之前的效率有关的薄层太阳能模块的效率的百分比差异。
#1涉及直接在层压之后（未封装）的薄层太阳能模块情况下效率的测量，其中薄层太阳能模块既未遭受用热处理也未遭受用人工光的特殊照射。相应地，通过层压出现-11.8%的效率百分比减小，使得这样的薄层太阳能模块的额定效率从工厂开始就小于随着时间的流逝通过缺陷痊愈出现的实际额定功率。#2涉及在层压之后的薄层太阳能模块情况下的效率测量，其中用诸如在照射装置18中具有8 kW/m2辐照强度的线形光束执行照射达10 min的时间段。相应地，通过该照射实现效率的明显恢复，其中在照射之后效率的百分比减小仅还为-2.6%。#3涉及在诸如在#2中处理的薄层太阳能模块情况下的效率测量，但是用5 kW/m2的照射强度。即使在这种情况下也实现效率的明显恢复，其中在照射之后效率的百分比减小是-2.4%并由此处在与#2情况下相同的数量级内。最后#4涉及在层压之后的薄层太阳能模块情况下的效率测量，其中用辐照强度为1 kW/m2的全面照射执行所谓的光老化（光浸润（Light Soaking））达48小时的时间段。相应地，通过光老化也实现效率的恢复，其中在光老化之后效率的百分比减小为-0.6%。在具有一位数分钟范围内的时钟周期的批量生产中，这样的光老化由于长的辐照时间而不能被执行。
因此可以看出，通过根据本发明用在5 kW/m2或8 kW/m2情况下的线形光束来照射薄层太阳能模块达10 min的比较短的照射时间段，可以明显提高瞬时减小的效率，该效率与在48小时的光老化之后的效率没有显著区别。
在下面的表格2中说明了针对具有基于黄铜矿化合物（CIS）的半导体层的另一薄层太阳能模块的结果。
表格2
△η（%）
#1 层压后 -16.3
#3 线状照射10 kW/m2，1 min -5.6
#5 光老化1 kW/m2，48 h -4.0
在表格2中，△η（%）又涉及与所接线的太阳能电池在层压之前的效率有关的薄层太阳能模块的效率的百分比差异。
#1涉及直接在层压之后（未封装）在没有热处理或用人工光特殊照射情况下的效率测量。对于该薄层太阳能模块，出现-16.3%的效率的百分比减小。#2涉及在层压之后的薄层太阳能模块情况下的效率测量，其中用具有10 kW/m2辐照强度的线形光束执行照射达1min的时间段。相应地，通过该照射实现效率的明显恢复，其中在该照射之后效率的百分比减小仅还为-5.6%。#3涉及在层压之后的薄层太阳能模块情况下的效率测量，其中用具有1kW/m2辐照强度的全面照射执行光老化达48小时的时间段，其中在光老化之后效率的百分比减小为-4.0%。
如从表格2的数据中得出的，通过用高光强度照射可以实现10.7%的功率损耗减小（即额定功率的增加），其中与此相比较通过光老化只能实现轻微的更进一步的、为1.6%的增加。通过层压产生的功率损耗由此可以被显著减小。还可以看出，与48小时的光老化相比时间节省对应于2880倍，虽然辐照强度仅提高到10倍并且能量利用是大约二十分之一，如下面的计算例子所示。
在采用卤素灯的情况下，在大小为1.6 x 0.7m2（长度 x 宽度）的矩形薄层太阳能模块情况下具有辐照强度1 kW/m2的全面照亮需要例如大约40.5 kW的电连接功率。如果规定在10 kW/m2情况下的全面照亮，则电连接功率典型地提高到5至10倍的值，因此大约是202.5至405kW，这在实践中是与显著的成本相关联的。另一方面，在用宽度0.7m和辐照强度10 kW/m2线状照射薄层太阳能模块的情况下电连接功率大约是2.1 kW。由此通过线状照射的能量节省与在1 kW/m2情况下的全面照射相比处于大约20倍，并且与在10 kW/m2情况下的全面照射相比处于大约100至200倍。
由此通过对薄层太阳能模块的线状照射可以大规模地节省能量，尤其是因为全面照射通常要求对薄层太阳能模块的主动冷却。
在图4A中示出用于图解在不同光强度或辐照强度B(W/m2)情况下的恢复效果的图表。在此，对具有基于黄铜矿化合物的半导体层的薄层太阳能模块用线形光束照射30s的时间段，其中该薄层太阳能模块相对于光束运动。说明了对于不同的辐照强度来说与所接线的太阳能电池在层压之前的效率有关的薄层太阳能模块的效率的百分比差异的数值△η（%）。可以看出，效率的百分比改变首先剧烈升高，直到在大约5 kW/m2时进入饱和。
在图4B中示出用于图解在不同照射时间T(s)情况下的恢复效果的图表。在此，用线形光束和8 kW/m2的辐照强度照射具有基于黄铜矿化合物的半导体层的薄层太阳能模块，其中该薄层太阳能模块相对于光束运动。说明了对于不同的照射持续时间来说与所接线的太阳能电池在层压之前的效率有关的薄层太阳能模块的效率的百分比差异的数值△η（%）。可以看出，在短时间之后已经实现大的提升，该提升此后大致以对数方式变平。在大约2 min的照射持续时间时进入饱和。
本发明提供一种用于稳定薄层太阳能模块的额定功率的方法，该方法可以在具有一位数分钟范围内的时钟周期的薄层太阳能模块工业批量生产中被采用用于至少在很大程度上使通过层压产生的缺陷痊愈。
附图标记列表
1薄层太阳能模块
2第一衬底
3层结构
4表面
5背电极层
6半导体层
7缓冲层
8前电极层
9粘接层
10第二衬底
11薄层太阳能电池
12复合物
13辊式层压机
14真空层压机
15加热元件
16辊
17高压釜
18照射装置
19光源
20光束
21滚筒
22台架
23光阑。

Claims (8)

1.用于稳定薄层太阳能模块（1）的额定功率的方法，该薄层太阳能模块（1）包括具有通过至少一个粘接层（9）相互连接的两个衬底（2,10）的层压片材结构的复合物（12），在所述两个衬底之间有串联接线的太阳能电池（11），其中薄层太阳能电池具有由黄铜矿化合物构成的半导体层，包括步骤：
使层压复合物（12）和人工光源（19）相对于彼此平移地运动，
在最大10min的照射时间段内利用具有至少为5 kW/m2的辐照强度的人工光以具有在1至10cm范围中的线宽的线形光束来线性地照射层压复合物（12），其中薄层太阳能模块相对于光源的移动速度处于0.001cm/sec至10cm/sec的范围中；
在照射之后指定薄层太阳能模块的额定功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体层由Cu(In/Ga)(S/Se)2构成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中用最大15 kW/m2的辐照强度照射层压复合物（12）。
4.根据权利要求1所述的方法，其中层压复合物（12）从静止的光源（19）旁边经过。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中在照射期间对所接线的太阳能电池（11）施加截止方向和/或电流流动方向上的电压。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中人工光的光谱至少对应于太阳光光谱的至少一部分。
7.用于制造具有由两个通过至少一个粘接层（9）相互连接的衬底（2,10）组成的层压复合物（12）的薄层太阳能模块（1）的方法，在所述两个衬底之间有串联接线的太阳能电池（11），该方法包括以下步骤：
-提供层压复合物（12）；
-通过根据权利要求1至6之一所述的方法稳定薄层太阳能模块（1）的额定功率。
8.人工光用于照射薄层太阳能模块（1）的层压复合物（12）的黄铜矿太阳能电池（11）以稳定薄层太阳能模块的额定功率的应用，其中在最大10min的照射时间段内利用辐照强度至少为5 kW/m2的光以具有在1至10cm范围中的线宽的线形光束来照射太阳能电池，其中薄层太阳能模块相对于光源的移动速度处于0.001cm/sec至10cm/sec的范围中，并且其中照射层压复合物包括使层压复合物和人工光源相对于彼此平移地运动。
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